摘要
连铸结晶器是连铸生产的重要设备，其振动技术的提高得到了广泛的关注和研究，提高结晶器振动的性能对铸坯表面质量的改善具有显著作用。本文以伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统作为研究对象，进行了理论研究，并在实验室实验的基础上，进行了工业应用试验。 首先，简述了结晶器振动系统的结构和工作原理。根据结晶器机械振动装置结构图，给出了机械结构的关系表达式；由于系统驱动设备采用的伺服电机为常用的永磁同步电机，因此给出了电机的数学模型，为后续章节电机转角跟踪控制奠定了基础。 其次，针对伺服电机中存在的负载扰动问题，采用终端滑模负载观测器对扰动进行了动态观测，增强了系统的鲁棒性。基于反步滑模法设计了伺服电机转角位置控制器，提高了位置跟踪精度和响应速度。 然后，针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在减速器齿轮间隙和偏心轴机械零位偏移等扰动不确定性以及负载扰动的问题，采用干扰观测器对其构成的复合干扰进行逼近估计，并基于反步法完成滑模控制器的设计，仿真表明所设计的控制器能够实现结晶器振动位移的渐近跟踪。 最后，在熟悉和完善实验室原研制的伺服电机驱动的连铸结晶器振动控制系统基础上，将控制系统装置应用于宣化钢铁公司工业现场进行应用试验，试验结果表明，所研制的控制系统对铸坯质量的改善和拉坯速度的提高有较好的效果。
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